一种提高维生素b12产量重组菌的构建方法及其应用_4

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载体,命名为pUKBCDAI。
[0150] 2、E. coli BL21DE3 基因组上 T7RNA 聚合酶突变体 E. coli BL21DE3M 的构建
[0151] 将上述一构建成功的重组表达载体pVB12和pLTTC402转入宿主菌E. coli BL21DE3时,发现由于蛋白表达压力的原因,导致细胞不能在含有氨苄和氯霉的抗生素平板 上生长。
[0152] 因此为了降低细胞内蛋白的表达活力,将E. coli BL21DE3基因组上T7RNA聚合酶 进行了一个氨基酸的点突变(756R变为756S,突变前的酶的核苷酸序列为序列表中序列4, 将序列4自5'末端第2766位核苷酸C突变为A。)。突变方法为利用带有一个突变位点的 寡聚核苷酸进行同源重组,利用双抗平板上的生长表型作为筛选标记筛选突变体。
[0153] 进行突变的寡聚核苷酸序列为:
[0154] tattcagacgcgcttgaacctgatgttcctcggtcagttcagcttacagcctaccattaacaccaacaa agatagcgaga
[0155] 具体方法为:
[0156] 1)将辅助质粒pKD46RecA(该质粒为克隆载体,记载于"Datsenko KA,Wanner BL. One-step inactivation of chromosomal genes in Escherichia coli K_12using PCR products. PNAS,2000, 97:6640-6645. "一文中,公众可从清华大学获得)。可提高寡聚核苷 酸的重组效率)转入到大肠杆菌E. coli BL21DE3中;
[0157] 2)将E. coli BL21DE3(pKD46RecA)制备感受态,将突变用的80bp寡聚核苷酸转入 到感受态中,进行基因组上的突变;
[0158] 3)将得到的重组菌进行培养3-4代,培养过程中不加抗生素,目的是使之前转入 的质粒pKD46RecA逐渐丢失;
[0159] 4)将丢失质粒的重组菌重新制作感受态,并且转入质粒pVB12和pLTTC402,在双 抗平板上进行筛选;
[0160] 5)对双抗平板上长出的阳性克隆进行测序验证,看其基因组上的T7RNA聚合酶是 否发生突变。
[0161] 通过上面所述步骤,成功得到了大肠杆菌突变体E.coli BL21DE3M,E.coli BL21DE3M为将大肠杆菌E. coli BL21DE3基因组上T7RNA聚合酶的第756位的R突变变为 S,具体将序列4自5'末端第2766位核苷酸C突变为A,序列4为T7RNA聚合酶编码基因。
[0162] 3、工程菌 E. coli BL21DE3MBCDAI 的获得
[0163] 工程菌 E. coli BL21DE3MBCDAI 为将 hemB,hemC, hemD, cobA, cobl 这 5 个基因 通过上述1获得的重组整合质粒pUKBCDAI导入上述2获得的大肠杆菌突变体E. coli BL21DE3M,并整合到该突变体基因组上,得到的重组菌,
[0164] 整合的方法为 FRT重组方法(One-step inactivation of chromosomal genes in Escherichia coli K-12using PCR products. PNAS, 2000, 97:6640-6645.)
[0165] 具体如下:
[0166] 1). E. coli BL21DE3MFRT 的构建
[0167] FRT重组方法要求基因组上和质粒上均含有一个FRT重组序列,因此需要将大肠 杆菌的基因组上插入一个FRT重组序列,插入位点为大肠杆菌基因组上的glpX位点。具体 方法为:
[0168] A.将E. coli BL21DE3M制作原始菌感受态,转入质粒pKD46(温度敏感型,30度培 养);Amp培养基筛选;
[0169] B. PCR同源片段扩增:以pKD13 (该质粒为克隆载体,记载于"Datsenko KA, Wanner BL. One-step inactivation of chromosomal genes in Escherichia coli K_12using PCR products. PNAS, 2000, 97:6640-6645. " 一文中,公众可从清华大学获得)为模板,使用引物 FRTF和FRTR为引物扩增得到重组PCR片段;
[0170] FRTF:ACGCGCGATGGCGTGGGAAGAACACGACGAATAATGTAAGTGTAGGCTGGAGCTGCTTC
[0171] FRTR:CAGTCCCGAAGGACTGGAAGGCTCAATCGATCAAATCAACTGTCAAACATGAGAATTAA
[0172] C.将E. coli BL21DE3M(pKD46)感受态制备,50ul的感受态细胞转入10-100ng PCR产物。电转条件:使用BioRad的电转仪,1mm电击杯,1.8kV放电,放电时间4-5秒。转 化细胞全部涂卡那抗性平板(浓度25ug/L);-般能长出10-20个克隆;
[0173] D.挑取多个单克隆(尽量选择大克隆),点Kan抗性平板保存,同时做菌落PCR验 证,验证引物为FRTP1F和FRTP1R
[0174] E. FRTP1F:CGCTGGAGTCTATTGCTTATC
[0175] F. FRTP1R:GGACGGTGACCAGGTAAAAC
[0176] G.得到单一的一条1. 4kb的DNA条带的即为阳性克隆;
[0177] H. 37度,无抗培养基液体培养过夜(丢失质粒pKD46);
[0178] I.制作感受态,电转化质粒pCP20,涂Amp培养基,30度培养;
[0179] J.挑取单克隆,点无抗性平板,Amp负筛,Kan负筛;
[0180] K. PCR验证,PCR引物仍为FRTP1F和FRTP1R得到单一的一条124bp的DNA条带的 即为阳性克隆E. coli BL21DE3MFRT。
[0181] 2). Ε· coli BL21DE3MBCDAI 的构建
[0182] 将E. coli BL21DE3MFRT制作原始菌感受态,电转化质粒pCP20,涂Amp培养基,30 度培养.将培养得到的菌株E. coli BL21DE3MFRT(pCP20)制备感受态,电转入上述1获得 的整合质粒PUKBCDAI,涂卡那平板,37度培养24小时,挑取单克隆进行PCR验证,PCR验证 的引物如下表8。
[0183] 表 8· E. coli BL21DE3MBCDAI 构建所需引物
[0184]
[0185] 能够得到5条单一的975, 945, 789, 843和738bp条带的即为阳性克隆目的菌 E.coli BL21DE3MBCDAI。
[0186] 四、重组菌 A E. coli BL21DE3MBCDAI(pVB12,pLTTC402)的构建及鉴定
[0187] 1).重组工程菌的转化
[0188] 将步骤一构建的重组表达载体pVB12和步骤二构建的重组表达载体pLTTC402 (两 种质粒的摩尔比为1 :1)用化学转化法转入到上述三构建的目的菌E. coliBL21DE3MBCDAI 中,得到重组菌A。
[0189] 2).重组工程菌的分子鉴定
[0190] 重组菌A涂布于LB-Amp-Cm的固体培养平板上,在37 °C静置培养48小时,挑取在 固体平板上长出的单克隆接种到LB-Amp-Cm液体培养基中,在37°C、200rpm下摇床培养12 小时,得到重组菌A菌液,提取质粒,采用PCR进行分子鉴定。以提取质粒为模板,以cobGF/ cobGR和hemlF/hemlR为验证引物。
[0191] cobGF :5,-ATGACCGACCTGATGACCT-3,;
[0192] cobGR :5,-CTAACCCTGTTCGAACGCC-3,;
[0193] hemlF: 5 ' -ATGCAGCGTTCTATCTT-3 ' ;
[0194] hemlR:5, -TTACTGTTTGATACCAG-3'
[0195] PCR反应体系(10yL体系):质粒DNA 0.2yL;上游引物0.25yL;下游引物 0· 25 μ L ;pfu buffer 1. 0 μ L ;pfu 酶 0· 1 μ L ;dNTP 0· 75 μ L ;ddH20 补足至 10 μ L。PCR 扩 增体系配制时,DNA聚合酶最后加入。PCR扩增体系配制时,DNA聚合酶最后加入。
[0196] PCR反应条件:先94°C预变性10分钟;再94°C变性30秒,58°C退火30秒,72°C延 伸1分20秒,30次循环;然后72°C后延伸10分钟。
[0197] 结果显示以cobGF/cobGR为引物时,PCR产物中有且只有一条987bps大小的条带, 即验证了包含基因 CobG的pVB12质粒的存在。以hemlF/hemlR为验证引物,PCR产物中有 且只有一条1647bps大小的条带,即验证了包含基因 heml的pLTTC402质粒的存在。
[0198] 这说明重组表达载体pVB12和pLTTC402被成功转入到菌中。
[0199] 将上述鉴定阳性的重组菌A命名为E. coli BL21DE3MBCDAI (pVB12, pLTTC402)
[0200] 实施例2、重组工程菌A生产维生素 B12的卟啉前体物质
[0201] 1、重组工程菌的发酵培养
[0202] 将实施例 1 制备的重组工程菌 A E. coli BL21DE3MBCDAI (pVB12, pLTTC402)用 LB 培养基,在37°C,200rpm过夜(12h)培养;然后按5%接种量(v/v),接种至50mL LBG维生素 B12发酵培养基(溶剂为水,溶质及其浓度为:酵母提取物5g/L,蛋白胨10g/L,氯化钠10g/ L,蔗糖80g/L,甜菜碱25g/L,玉米浆10g/L,1 %六水氯化钴溶液12mL/L,1 % 5, 6-DMB溶液 9mL/L;pH 7. 3-7. 4)中,至其初始浓度0D600为0. 1,37°〇,250印111(旋转半径为50臟),摇瓶 培养168小时,收集发酵液。每个菌种设置三组平行。
[0203] 2、发酵产物的检测
[0204] 运用液相色谱仪(LC,LC-2013, SHIMADZU)对步骤一发酵培养过的重组菌中聚合 物进行初步定性和定量分析。
[0205] 1)、工作原理
[0206] 被检测样品中不同形式的VB12在强光(1000-1500LUX)照射下转化为亚硫酸钴 胺,经过高效液相色谱柱分离,所得吸收峰面积与VB12标样峰成正比
[0207] 2)、液相样品准备:
[0208] 摇匀发酵液后立即用移液管量取25. 0ml发酵液至50ml的量瓶中,向其中加入 2. 0ml 8%的偏重亚硫酸钠水溶液和2. 0ml冰乙酸,摇匀后于90°C下水浴30分钟;冷却后 再向其中加入2. 0ml 8%的偏重亚硫酸钠水溶液,以水定容至刻度,摇匀后使用滤纸过滤, 取续滤液约20ml至直径小于10mm的无色透明玻璃试管中,于照度15000~20000LUX下光 照30分钟待用,取20微升注入高效液相色谱仪。
[0209] 3)、液相检测维生素 B12的方法:
[0210] 流动相--0· 05mol/L的磷酸二氢钾溶液:乙腈=83:17 ;pH为3. 5。
[0211] 流速为 1. OmL/min。
[0212] 检测波长:550nm。
[0213] 色谱柱:迪马-0DS-3, inersil,4. 6X250mm。
[0214] 4)、标准样品准备:
[0215] 精密称定已知含量和水分的氰钴胺对照品适量,以水制成浓度约为100 μ g/mL的 溶液。取20微升注入高效液相色谱仪,记录色谱峰的面积。
[0216] 5)、计算公式
[0217] C样品=A样品*C标样*稀释倍数/
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